第1专题力与运动概要.ppt

第1专题 　 力与运动 　　四、超重与失重问题 　　1．超重与失重只是物体在竖直方向上具有加速度时所受支持力不等于重力的情形． 　　2．要注意飞行器绕地球做圆周运动时在竖直方向上具有向心加速度，处于失重状态． 　　●例9　为了测量某住宅大楼每层的平均高度(层高)及电梯的运行情况，甲、乙两位同学在一楼电梯内用电子体重计及秒表进行了以下实验：质量m＝50 kg的甲同学站在体重计上，乙同学记录电梯从地面一楼到顶层的过程中，体重计的示数随时间变化的情况，并作出了如图1－19甲所示的图象．已知t＝0时，电梯静止不动，从电梯内楼层按钮上获知该大楼共19层．求： 　　(1)电梯启动和制动时的加速度大小． 　　(2)该大楼的层高． 　　 图1－19甲 　　【解析】(1)对于启动状态有：F1－mg＝ma1 　　得：a1＝2 m/s2 　　对于制动状态有：mg－F3＝ma2 　　得：a2＝2 m/s2. 　　(2)电梯匀速运动的速度v＝a1t1＝2×1 m/s＝2 m/s 　　从图中读得电梯匀速上升的时间t2＝26 s 　　电梯运行的总时间t＝28 s 　　电梯运行的v－t图象如图1－19乙所示， 　 　 图1－19乙 　　所以总位移s＝ v (t2＋t)＝ ×2×(26＋28) m＝54 m 　　层高h＝ ＝3 m. 　　[答案]　(1)2 m/s2　2 m/s2　(2)3 m 经典考题 　　在本专题中，正交分解、整体与隔离相结合是最重要也是最常用的思想方法，是高考中考查的重点．力的独立性原理、运动图象的应用次之，在高考中出现的概率也较大． 　　1．有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB竖直向下，表面光滑．AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡(如图甲所示)．现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移 动后的平衡状态和原来的平衡状态比较， AO杆对P环的支持力N和细绳上的拉力T 的变化情况是[1998年高考·上海物理卷](　) 　　A．N不变,T变大　B．N不变,T变小 　　C．N变大，T变 D．N变大,T变小 甲 　　【解析】Q环的受力情况如 图乙所示，由平衡条件得： Tcos θ＝mg，P环向左移动后θ 变小，T＝ 变小． 　　P环的受力情况如图丙所示， 由平衡条件得： 　　NP＝mg＋Tcos θ＝2mg，NP 与θ角无关． 　　故选项B正确． 　　[答案]　B 　　【点评】①本例是正交分解法、 隔离法的典型应用，以后的许多考题都由此改编而来． 　　②求解支持力N时，还可取P、Q组成的整体为研究对象，将整体受到的外力正交分解知竖直方向有：NQ＝2mg． 乙 丙 　　2．如图甲所示，在倾角为α的固定光滑斜面上有一块用绳子拴着的长木板，木板上站着一只猫．已知木板的质量是猫的质量的2倍．当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变．则此时木板沿斜面下滑的加速度为[2004年高考·全国理综卷Ⅳ](　　) 　　 甲 　　A． sin α B．gsin α 　　C． gsin α D．2gsin α 　　【解析】绳子断开后猫的受力情况如图乙所示，由平衡条件知，木板对猫有沿斜面向上的摩擦力，有： f＝mgsin α 　　再取木板为研究对象， 其受力情况如图丙所示．由 牛顿第二定律知： 　　2mgsin α＋f′＝2ma 　　解得：a＝ gsin α． 　　[答案]　C 　　【点评】①猫脚与木块之间的摩擦力使猫保持平衡状态． 　　②还可取猫、木板组成的整体为研究对象，由牛顿第二定律：3mgsin α＝2ma求解，但这一方法高中不作要求． 乙　　　　　　　丙 　　3．如图所示，某货场需将质量m1＝100 kg 的货物(可视为质点)从高处运送至地面，为避免货物与地面发生撞击，现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道，使货物由轨道顶端无初速度滑下，轨道半径R＝1.8 m．地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同的木板A、B，长度均为l＝2 m，质量均为m2＝100 kg，木板上表面与轨道末端相切．货物与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.2．(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g＝10 m/s2) 　　(1)求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力． 　　(2)若货物滑上木板A时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，求μ1应满足的条件． 　　(3)若μ1＝0.5，求货物滑到木板A末端时的速度和在木板A上运动的时间． 　　[2